CN107606512B - 一种智能台灯、基于智能台灯提醒用户坐姿的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能台灯，包括台灯本体、图像采集装置、提醒模块和信息处理器，所述台灯本体包括台灯支架和灯头，所述灯头和图像采集装置均设置于台灯支架上；所述灯头、图像采集装置和提醒模块均与信息处理器电性连接；所述图像采集装置用于采集图像的坐姿信息并将坐姿信息传输至信息处理器，所述信息处理器根据坐姿信息以得到坐姿结果信息，并将其发送至提醒模块，所述提醒模块用于提醒用户注意坐姿。本发明还公开了一种基于智能台灯提醒用户坐姿的方法及装置。本发明的智能台灯，通过判断用户面部的倾斜角度和计算用户眼睛到桌面的距离来对用户进行用眼提醒，以达到防止用眼疲劳、预防近视目的。

Description

一种智能台灯、基于智能台灯提醒用户坐姿的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种台灯技术领域，尤其涉及一种智能台灯、基于智能台灯提醒用户坐姿的方法及装置。

背景技术

目前，台灯是人们在阅读、书写时常用的照明工具，主要功能为使用者提供充足的光线，尤其是功课繁重的学生，在阅读、书写时台灯几乎属于标配。而由于学生在阅读、书写时，经常存在不注意坐姿、眼部与桌面的距离过小、遮挡照明光线等情况，这是导致近视的重要原因，如何预防近视成为人们日益增长的需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种智能台灯，其能解决提醒用户注意身体坐姿的问题。

本发明的目的之二在于提供一种基于智能台灯提醒用户坐姿的方法，其能解决提醒用户注意身体坐姿的问题。

本发明的目的之三在于提供一种电子设备，其能解决提醒用户注意身体坐姿的问题。

本发明的目的之四在于提供一种计算机可读存储介质，其能解决提醒用户注意身体坐姿的问题。

本发明的目的之五在于提供一种基于智能台灯提醒用户坐姿的装置，其能解决提醒用户注意身体坐姿的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种智能台灯，包括台灯本体、图像采集装置、提醒模块和信息处理器，所述台灯本体包括台灯支架和灯头，所述灯头和图像采集装置均设置于台灯支架上；所述灯头、图像采集装置和提醒模块均与信息处理器电性连接；

所述图像采集装置用于采集图像的坐姿信息并将坐姿信息传输至信息处理器，所述信息处理器根据坐姿信息以得到坐姿结果信息，并将其发送至提醒模块，所述提醒模块用于提醒用户注意坐姿。

进一步地，所述台灯支架包括底座、灯罩和灯架，所述灯架设置于底座上，所述灯罩设置于灯架上，所述灯头设置于灯罩内，所述灯罩用于遮挡灯头发出的部分光。

进一步地，还包括麦克风、语音播放模块和通信模块，所述麦克风、语音播放模块和通信模块均与信息处理器电性连接，所述通信模块用于与一智能终端进行通讯。

进一步地，还包括亮度调节开关，所述亮度调节开关与信息处理器电性连接，所述亮度调节开关用于调节灯头的亮暗。

进一步地，还包括计时模块，所述计时模块与信息处理器电性连接，所述计时模块用于获取用户使用台灯的时间信息并将所述时间信息传输至信息处理器。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种基于智能台灯提醒用户坐姿的方法，包括以下步骤：

接收步骤：接收图像采集装置获取到的用户视频图像；

结果获取步骤：根据用户视频图像以得用户坐姿信息，并将用户坐姿信息与面部识别模型库比对以得用户的坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离；

判断步骤：判断用户的坐姿结果信息是否小于预设值，如果是，则提醒用户纠正坐姿。

进一步地，所述结果获取步骤具体包括以下子步骤：

坐姿信息获取步骤：根据用户视频图像获取用户坐姿信息，所述用户坐姿信息包括模型特征向量和眼部坐标点，所述模型特征向量为模型特征点的位移变化；

倾斜角度获取步骤：将模型特征向量与面部识别模型库中的模型特征向量集进行比对，以得人脸倾斜角度；

距离获取步骤：根据获取到的眼部坐标点到书本的距离与书本边长的比例以得人眼与书本的距离。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

接收步骤：接收图像采集装置获取到的用户视频图像；

结果获取步骤：根据用户视频图像以得用户坐姿信息，并将用户坐姿信息与面部识别模型库比对以得用户的坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离；

判断步骤：判断用户的坐姿结果信息是否小于预设值，如果是，则提醒用户纠正坐姿。

本发明的目的之四采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项所描述的方法。

本发明的目的之五采用如下技术方案实现：

一种基于智能台灯提醒用户坐姿的装置，包括以下模块：

接收模块：用于接收图像采集装置获取到的用户视频图像；

结果获取模块：用于根据用户视频图像以得用户坐姿信息，并将用户坐姿信息与面部识别模型库比对以得用户的坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离；

判断模块：用于判断用户的坐姿结果信息是否小于预设值，如果是，则提醒用户纠正坐姿。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的智能台灯，通过判断用户面部的倾斜角度和计算用户眼睛到桌面的距离来对用户进行用眼提醒，以达到防止用眼疲劳、预防近视目的。

附图说明

图1为本发明的基于智能台灯提醒用户坐姿的方法的流程图；

图2为本发明的基于智能台灯提醒用户坐姿的装置的结构图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明公开了一种智能台灯，包括台灯本体、图像采集装置、提醒模块、麦克风、语音播放模块、亮度调节开关、计时模块、通信模块和信息处理器，所述台灯本体包括台灯支架和灯头，所述灯头和图像采集装置均设置于台灯支架上；所述台灯支架包括底座、灯罩和灯架，所述灯架设置于底座上，所述灯罩设置于灯架上，所述灯头设置于灯罩内，所述灯罩用于遮挡灯头发出的部分光；所述灯头、图像采集装置、提醒模块、麦克风、亮度调节开关、计时模块、语音播放模块和通信模块均与信息处理器电性连接；

所述计时模块用于获取用户使用台灯的时间信息并将所述时间信息传输至信息处理器；计时模块的作用主要是用于计算用户的阅读书写时间，超过预设的阅读用眼时间则通过语音播放模块进行休息提醒。例如，预设的阅读书写时间为连续阅读书写40分钟需要休息，则在判断用户连续书写阅读40分钟时，进行语音提醒，提示用户注意用眼疲劳，休息10分钟。

所述亮度调节开关用于调节灯头的亮暗；所述亮度调节开关可以使得用户根据环境的实际情况进行相应的调节，使得其使用更加的人性化；麦克风：用于采集用户的语音信息；语音播放模块：用于进行语音提醒及播放网络传输的语音内容。

所述通信模块用于与一智能终端进行通讯；所述通信模块用于使智能台灯可通过无线网络连接互联网，与APP通信连接后，通过摄像头、麦克风、语音播放模块可以与APP用户进行视频对话。上述APP指的是用户安装于移动终端的移动应用程序，APP通过互联网与智能台灯的网络通信模块进行网络连接，可以对智能台灯的连续书写阅读时间、是否提醒进行设置，可与在智能台灯前书写阅读的用户进行网络视频对话，还可以对智能台灯前的书写用户进行视频录制保存和拍照保存。

所述图像采集装置用于采集图像的坐姿信息并将坐姿信息传输至信息处理器，所述信息处理器根据坐姿信息以得到坐姿结果信息，并将其发送至提醒模块，所述提醒模块用于提醒用户注意坐姿，该信息处理器通过信息处理器判断分析图像采集装置发送的用户阅读书写视频信息，计算阅读书写时用户的人脸倾斜角度、眼睛与桌面或书本的距离，比对系统中预存的阅读书写姿势参数，判断用户的阅读书写姿势是否属于正确姿势的阈值范围内，若不正确，则通过语音播放模块提醒相关人员。

实施例一：

如图1所示，本发明公开了一种基于智能台灯提醒用户坐姿的方法，包括以下步骤：

S1：接收图像采集装置获取到的用户视频图像；通过图像采集装置捕捉到用户阅读书写视频信息，并抽取关键帧，进行图像预处理；

S2：根据用户视频图像以得用户坐姿信息，并将用户坐姿信息与面部识别模型库比对以得用户的坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离；所述步骤S2具体包括以下子步骤：

S21：根据用户视频图像获取用户坐姿信息，所述用户坐姿信息包括模型特征向量和眼部坐标点，所述模型特征向量为模型特征点的位移变化；根据人面部的眉毛、眼睛、眼角、鼻子、鼻孔、嘴唇、颧骨等面部五官及各个组成部分的结构、轮廓组合特点，查找出能够体现人的脸部动作、五官变化，且在各种光线投射外部环境影响下、人脸各角度偏移时、有明确像素点颜色分布特征的、稳定的72个关键点，构建用户72个点面部模型；

S22：将模型特征向量与面部识别模型库中的模型特征向量集进行比对，以得人脸倾斜角度；根据用户72个点面部模型计算各个点的坐标偏移向量，根据72个点坐标偏移向量判断用户的人脸倾斜角度；

S23：根据获取到的眼部坐标点到书本的距离与书本边长的比例以得人眼与书本的距离；提取用户72个点面部模型中眼睛部分的坐标点，按比例计算该用户眼部区域与桌面或者书本的距离；

S3：判断用户的坐姿结果信息是否小于预设值，如果是，则提醒用户纠正坐姿。判断过程主要是对倾斜角度和人眼到书本的距离进行判断，倾斜角度用户可以根据自己的实际情况对其进行相应的调整，用户眼部区域与桌面或书本的距离比较优选的，可以设置为30-40cm中的任意一数值。

比较优选的，用户眼部区域与桌面或书本的距离为30-40cm；

本实施例的具体工作过程：

用户将台灯接通电源后，通过电源开关进行台灯开启，通过亮度调节开关调节灯光照明亮度。设置在灯架上的图像采集装置对用户在书写阅读时的视频图像进行实时捕捉，并传送到信息处理器进行阅读姿势分析，计时模块在判断用户开始阅读书写的同时，进行持续计时。

当系统判断用户阅读姿势不规范时，对用户进行纠正阅读姿势提醒。当用户连续阅读书写超过40分钟时，系统提示用户注意用眼疲劳。用户可以在手机或智能终端设备上安装智能台灯APP，通过互联网与智能台灯匹配后，可进行智能台灯的用眼疲劳提示周期进行设置。此外，对于学生用户，其在智能台灯前书写阅读时，家长可以通过APP连接互联网，与智能台灯建立网络通信，可以通过视频对话对学生用户进行功课辅导、或学习提醒。

实施例二：

实施例二公开了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器以及程序，其中处理器和存储器均可采用一个或多个，程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，处理器执行该程序时，实现实施例一的基于智能台灯提醒用户坐姿的方法。该电子设备可以是手机、电脑、平板电脑等等一系列的电子设备。

实施例三：

实施例三公开了一种可读的计算机存储介质，该存储介质用于存储程序，并且该程序被处理器执行时，实现实施例一的基于智能台灯提醒用户坐姿的方法。

实施例四：

如图2所示，本发明公开了一种基于智能台灯提醒用户坐姿的装置，包括以下模块：

接收模块：用于接收图像采集装置获取到的用户视频图像；

结果获取模块：用于根据用户视频图像以得用户坐姿信息，并将用户坐姿信息与面部识别模型库比对以得用户的坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离；

判断模块：用于判断用户的坐姿结果信息是否小于预设值，如果是，则提醒用户纠正坐姿。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种智能台灯，其特征在于，包括台灯本体、图像采集装置、提醒模块和信息处理器，所述台灯本体包括台灯支架和灯头，所述灯头和图像采集装置均设置于台灯支架上；所述灯头、图像采集装置和提醒模块均与信息处理器电性连接；

所述图像采集装置用于采集图像的坐姿信息并将坐姿信息传输至信息处理器，所述信息处理器根据坐姿信息以得到坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离，并将其发送至提醒模块，所述提醒模块用于提醒用户注意坐姿；还包括亮度调节开关、计时模块和通信模块，所述亮度调节开关、计时模块和通信模块与信息处理器电性连接，所述亮度调节开关用于调节灯头的亮暗，所述通信模块用于与一智能终端进行通讯；

所述用户坐姿信息包括模型特征向量和眼部坐标点，所述模型特征向量为模型特征点的位移变化，所述人脸倾斜角度通过模型特征向量与面部识别模型库中的模型特征向量集的比对获取，所述人眼与书本的距离通过获取到的眼部坐标点到书本的距离与书本边长的比例获取；

其中，所述模型特征点为能够体现人的脸部动作、五官变化，且在各种光线投射外部环境影响下、人脸各角度偏移时、有明确像素点颜色分布特征的、稳定的72个关键点。

2.如权利要求1所述的智能台灯，其特征在于，所述台灯支架包括底座、灯罩和灯架，所述灯架设置于底座上，所述灯罩设置于灯架上，所述灯头设置于灯罩内，所述灯罩用于遮挡灯头发出的部分光。

3.如权利要求1或2所述的智能台灯，其特征在于，还包括麦克风、语音播放模块，所述麦克风、语音播放模块均与信息处理器电性连接。

4.一种基于智能台灯提醒用户坐姿的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收步骤：接收图像采集装置获取到的用户视频图像；

结果获取步骤：根据用户视频图像以得用户坐姿信息，并将用户坐姿信息与面部识别模型库比对以得用户的坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离；

判断步骤：判断用户的坐姿结果信息是否小于预设值，如果是，则提醒用户纠正坐姿；

所述结果获取步骤具体包括以下子步骤：

坐姿信息获取步骤：根据用户视频图像获取用户坐姿信息，所述用户坐姿信息包括模型特征向量和眼部坐标点，所述模型特征向量为模型特征点的位移变化，其中，所述模型特征点为能够体现人的脸部动作、五官变化，且在各种光线投射外部环境影响下、人脸各角度偏移时、有明确像素点颜色分布特征的、稳定的72个关键点；

倾斜角度获取步骤：将模型特征向量与面部识别模型库中的模型特征向量集进行比对，以得人脸倾斜角度；

距离获取步骤：根据获取到的眼部坐标点到书本的距离与书本边长的比例以得人眼与书本的距离。

5.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

接收步骤：接收图像采集装置获取到的用户视频图像；

结果获取步骤：根据用户视频图像以得用户坐姿信息，并将用户坐姿信息与面部识别模型库比对以得用户的坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离；

判断步骤：判断用户的坐姿结果信息是否小于预设值，如果是，则提醒用户纠正坐姿；

所述用户坐姿信息包括模型特征向量和眼部坐标点，所述模型特征向量为模型特征点的位移变化，所述人脸倾斜角度通过模型特征向量与面部识别模型库中的模型特征向量集的比对获取，所述人眼与书本的距离通过获取到的眼部坐标点到书本的距离与书本边长的比例获取；

其中，所述模型特征点为能够体现人的脸部动作、五官变化，且在各种光线投射外部环境影响下、人脸各角度偏移时、有明确像素点颜色分布特征的、稳定的72个关键点。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4所述的方法。

7.一种基于智能台灯提醒用户坐姿的装置，其特征在于，包括以下模块：

接收模块：用于接收图像采集装置获取到的用户视频图像；

结果获取模块：用于根据用户视频图像以得用户坐姿信息，并将用户坐姿信息与面部识别模型库比对以得用户的坐姿结果信息，所述坐姿结果信息包括人脸倾斜角度和人眼与书本的距离；

判断模块：用于判断用户的坐姿结果信息是否小于预设值，如果是，则提醒用户纠正坐姿；

所述用户坐姿信息包括模型特征向量和眼部坐标点，所述模型特征向量为模型特征点的位移变化，所述人脸倾斜角度通过模型特征向量与面部识别模型库中的模型特征向量集的比对获取，所述人眼与书本的距离通过获取到的眼部坐标点到书本的距离与书本边长的比例获取；

其中，所述模型特征点为能够体现人的脸部动作、五官变化，且在各种光线投射外部环境影响下、人脸各角度偏移时、有明确像素点颜色分布特征的、稳定的72个关键点。

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